Đột biến gen là gì? Nguyên nhân và ý nghĩa của đột biến gen

Đột biến gen là cụm từ không còn xa lạ với nhiều người. Tuy nhiên, không phải ai cũng hiểu rõ vấn đề này? Trong bài viết hôm nay chúng ta sẽ cùng đi tìm hiểu đột biến gen là gì? Ý nghĩa của đột biến gen như thế nào trong quá trình phát triển. Đừng bỏ qua nhé!

Đột biến gen là gì

Đột biến gen sinh 12

Đột biến gen là những biến đổi trong cấu trúc của gen một cách vĩnh viễn khiến cho trình tự gen này trở nên khác với những gì được tìm thấy ở hầu hết các sinh vật cùng loại. Những biến đổi này thường sẽ có liên quan đến một (đột biến điểm) hoặc có thể là một vài cặp gen của nhiễm sắc thể.

Đột biến gen xảy ra ở tất cả các loài sinh vật, ngay cả với các sinh vật đơn bào, nhân sơ, nhân thực,.. Trong tự nhiên, các gen đều có thể xuất hiện tình trạng đột biến nhưng với tần số rất thấp (chỉ từ 10-6 hoặc 10-4). Tần số đột biến gen cũng có thể thay đổi và bị ảnh hưởng bởi nhiều tác nhân từ môi trường sống. Trong điều kiện nhân tạo, các đột biến gen được tạo ra với mục đích tạo ra những sản phẩm tốt phục vụ cho sản xuất và đời sống của con người.

● Đột biến di truyền: Đây là dạng đột biến được di truyền từ cha mẹ và hiện diện trong suốt cuộc đời của con ở hầu hết các tế bào có trong cơ thể. Những đột biến này còn được gọi với cái tên là đột biến dòng mầm vì chúng nằm trong tế bào trứng hoặc tinh trùng của bố mẹ. Cụ thể, khi trứng và tinh trùng gặp nhau, các tế bào hợp nhất lại những DNA từ cả bố và mẹ. Nếu DNA này xuất hiện đột biến thì đứa trẻ lớn lên từ trứng được thụ tinh sẽ có các đột biến trong mỗi tế bào của mình.

● Đột biến mắc phải (hoặc gọi là soma): Dạng đột biến này xảy ra do yếu tố môi trường sống. Nó xảy ra vào một thời điểm nào đó và sẽ chỉ có ở một số tế bào nhất định ảnh hưởng chứ không phải ở tất cả tế bào trong cơ thể. Những thay đổi này có thể được gây ra từ những yếu tố môi trường như bức xạ tia cực tím từ ánh sáng mặt trời hoặc có thể xảy ra nếu có lỗi khi DNA đang tự sao chép trong quá trình phân chia tế bào. Các đột biến có được trong tế bào xôma (tế bào không phải là tế bào tinh trùng và tế bào trứng) thì không thể truyền lại cho thế hệ sau.

Có mấy loại đột biến gen

Đột biến gen xảy ra ở sinh vật nào

Đột biến gen có các dạng phổ biến như sau:

● Đột biến thay thế: Đây là dạng thay đổi của một cặp bazơ DNA dẫn đến việc thay thế một axit amin này với một axit amin khác trong protein do một gen đã tạo ra.

● Đột biến vô nghĩa: Đây là dạng đột biến trong một cặp cơ sở của DNA. Tuy nhiên, thay vì chúng thay thế một axit amin này cho một axit amin khác thì trình tự DNA lại bị thay đổi sớm báo hiệu cho tế bào ngừng xây dựng protein. Loại đột biến này sẽ dẫn đến một protein bị rút ngắn có thể hoạt động không đúng hoặc hoàn toàn không có sự hoạt động.

● Đột biến chèn: Đúng với cái tên của nó. Dạng đột biến có thể làm thay đổi các số lượng cơ sở DNA trong gen bằng cách thêm vào một đoạn DNA. Kết quả là, protein do gen tạo ra có thể sẽ không hoạt động 1 cách bình thường.

● Đột biến xóa: Trái ngược với đột biến chèn, đột biến xoá làm thay đổi số lượng cơ sở DNA bằng cách loại bỏ bớt một đoạn DNA. Sự xóa bỏ nhỏ có thể loại bỏ một hoặc một vài cặp bazơ có trong gen, trong khi sự xóa bỏ lớn hơn có thể sẽ loại bỏ toàn bộ gen hoặc một số gen lân cận. DNA bị xóa có thể làm thay đổi các chức năng của những protein được tạo thành từ gen đó.

● Đột biến nhân bản: Sự nhân bản thường bao gồm một đoạn DNA được sao chép bất thường một hoặc là nhiều lần. Loại đột biến này có thể làm thay đổi các chức năng của protein tạo thành.

● Đột biến lệch khung: Loại đột biến này sẽ xảy ra khi việc bổ sung hoặc mất đi các cơ sở DNA làm thay đổi các khung đọc của gen. Khung đọc thường bao gồm các nhóm 3 bazơ mà mỗi nhóm mã hóa sẽ cho một axit amin. Một đột biến dịch chuyển khung sẽ làm thay đổi nhóm của các bazơ này và làm thay đổi mã cho các axit amin này. Protein được tạo thành thường sẽ không có bất cứ chức năng nào. Việc chèn, xóa hay sao chép đều có thể là đột biến dịch chuyển khung.

● Đột biến lặp lại mở rộng: Nucleotide lặp lại chính là các chuỗi DNA ngắn được lặp lại theo một số lần liên tiếp. Ví dụ, một lần lặp lại trinucleotide có thể được tạo thành từ trình tự 3 cặp bazơ và một lần lặp lại tetranucleotide được tạo thành từ trình tự của 4 cặp bazơ. Một mở rộng lặp lại sẽ là một đột biến làm gia tăng số lần mà các chuỗi ADN ngắn được lặp đi lặp lại. Loại đột biến này có thể khiến cho các protein tạo thành hoạt động không được bình thường.

Có thể bạn quan tâm

• Hiện tượng bóng đè là gì? Phương pháp xử lý khi bị bóng đè

Nguyên nhân gây ra đột biến gen là gì

Nguyên nhân của đột biến gen

Nguyên nhân dẫn đến đột biến gen có thể đến từ yếu tố di truyền hoặc do môi trường sống tác động. Cụ thể, nó có thể đến từ các đột biến phát sinh một cách tự phát ở tần số rất thấp do sự không ổn định về mặt hóa học của các base purine, pyrimidine và do những lỗi xảy ra trong quá trình sao chép DNA hoặc do các yếu tố môi trường, phóng xạ. 

Một nguyên nhân phổ biến nữa của đột biến điểm tự phát chính là sự khử amin của cytosine uracil trong DNA xoắn kép. Sự sao chép tiếp theo có thể dẫn đến một tế bào con đột biến, trong đó, một cặp cơ sở T-A sẽ thay thế cặp cơ sở C-G kiểu bình thường. Ngoài ra, trong quá trình sao chép DNA cũng có thể phát sinh lỗi khiến các đoạn mã gen bị đột biến. Mặc dù việc nhân bản thường được thực hiện với độ chính xác rất cao nhưng đôi khi vẫn xảy ra lỗi.

Cơ chế phát sinh của đột biến gen là gì

- Sự kết cặp không đúng trong các tái bản ADN: Các bazơ nitơ thường sẽ tồn tại 2 dạng cấu trúc là dạng thường và dạng hiếm. Các dạng hiếm thường có những vị trí liên kết hidro bị thay đổi dẫn đến chúng có thể bắt cặp sai và khi tái bản thường gây ra đột biến.

- Tác động của những tác nhân gây đột biến sẽ là:

+ Tác nhân vật lí: Những tia UV có thể làm cho 2 timin đứng cạnh nhau trên cùng 1 mạch liên kết với nhau dẫn đến các đột biến gen.

+ Tác nhân hoá học: 5BU là một chất đồng đẳng của timin, gây đột biến thay thế cặp A - T bằng chính cặp G - X.

+ Tác nhân sinh học: Dưới sự tác động của một số loại virus như là virut Hecpet, virus viêm gan B, … thì cũng có thể gây ra đột biến.

Ý nghĩa của đột biến gen trong sự phát triển

Đột biến gen có vai trò vô cùng quan trọng đối với sự phát triển của các loài sinh vật trên Trái Đất. Cụ thể như sau:

Đối với sự tiến hóa

Đột biến sẽ gen làm xuất hiện các alen khác nhau để cung cấp nguyên liệu cho quá trình tiến hóa của sinh vật. Nhờ những đột biến này mà đã tạo nên nguồn biến dị di truyền chủ yếu cho quá trình phát triển và tiến hóa.

Đối với thực tiễn

Đột biến gen giúp con người tạo ra nhiều nguồn nguyên liệu phong phú cho quá trình tạo giống để từ đó tạo ra các tác nhân đột biến để có thể tạo ra các giống mới nhằm gia tăng năng suất.

Qua bài viết vừa rồi chúng ta đã hiểu thế nào là đột biến gen và ý nghĩa của đột biến gen trong quá trình phát triển như thế nào rồi phải không. Nếu thấy thông tin thú vị, hãy để lại bình luận phía dưới bài viết và ủng hộ kênh Kiến Thức Giảng Đường bằng cách theo dõi thường xuyên các bạn nhé.